山西晉中介休220 kV變電站電氣二次系統(tǒng)調度和通信簡述

李鉆鉆 田慕琴

摘要：早期建設的變電站所能負載的總體容量不能滿足現(xiàn)在經(jīng)濟高速發(fā)展所需的用電需求，晉中介休某區(qū)220 kV變電站新建項目初步確定了電壓等級、主變遠景設計規(guī)模和總體規(guī)模，現(xiàn)根據(jù)具體的標準對電氣二次系統(tǒng)中調度自動化和通信部分做簡要概述。

關鍵詞：220 kV變電站;二次系統(tǒng);調度自動化;通信

1? ? 智能變電站二次系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

在“智能電網(wǎng)”概念提出后，我國智能變電站二次系統(tǒng)的理論、技術研究進入迅猛發(fā)展階段，IEC 61850標準已經(jīng)正式應用到智能站中。在智能變電站二次系統(tǒng)開發(fā)過程中，其核心環(huán)節(jié)是使一次設備的二次回路接口實現(xiàn)數(shù)字化，從而將過程層設備逐步發(fā)展為智能一次設備，但一次設備配套的二次操作機構、冷卻器啟動回路和變壓器非電量信號回路還停留在舊的電磁繼電器觸發(fā)控制回路的階段，與智能站二次系統(tǒng)的數(shù)字化控制回路技術不匹配[1]。因此，通過將設備狀態(tài)數(shù)據(jù)、控制信號等模擬信號轉換為數(shù)字信號，最終實現(xiàn)智能終端與匯控箱的集成裝配。

2? ? 調度自動化

2.1? ? 調度關系

根據(jù)《山西電力系統(tǒng)調度規(guī)程》及建設規(guī)模，介休某區(qū)220 kV變電站屬山西省調和晉中地調調度管理，遠動信息送山西省調與地調。

2.2? ? 遠動系統(tǒng)方案

本站按智能變電站設計，遠動功能由變電站自動化系統(tǒng)（圖1）實現(xiàn)。

此系統(tǒng)采用統(tǒng)一的方式進行組網(wǎng)，使用的標準依據(jù)是IEC 61850。變電站中使用兩臺遠動通信設備，此設備能夠從間隔層測控單元得到相關信息，同時還可以根據(jù)調度主站的要求，與調度數(shù)據(jù)網(wǎng)裝置完成和調度端的數(shù)據(jù)傳輸[2]。遠動通信設備能夠完成電網(wǎng)的各種要求，主要表現(xiàn)在調度實時性、安全性、可靠性;能夠完成調度數(shù)據(jù)網(wǎng)第一平面和第二平面通信的要求，同時要滿足自動切換功能。

2.3? ? 關口電能計量設備

本站主變高壓側按關口考核點，遵循1+1原則配置0.2S級關口考核表，本期共配4塊關口考核表，組柜1面。110 kV茂盛、昌盛、益達線路按關口計費點，遵循1+1原則配置0.2S級關口計費表，本期共配6塊關口計費表，組柜1面。電量采集裝置采集全站關口表、非關口表及35 kV多功能裝置電能量信息，采用網(wǎng)絡方式向省公司計量主站系統(tǒng)傳送。另外，電量采集裝置與站內監(jiān)控系統(tǒng)通信，實現(xiàn)電量信息的當?shù)仫@示、打印、統(tǒng)計、報表等功能。其他計量點電能表計由電氣二次專業(yè)開列，并將信息送至電能量采集裝置。

3? ? 通信部分

3.1? ? 概述

本變電站接入系統(tǒng)方案暫按以下考慮：220 kV出線4回，將綿山變—昌興變的2回220 kV線路雙“π”入晉中介休某區(qū)220 kV變電站，介休某區(qū)—綿山變“π”接段雙回線路長度2×16.2 km，介休某區(qū)—昌興變“π”接段雙回線路長度2×16.2 km。本工程為晉中介休某區(qū)220 kV變電站通信設計，包括系統(tǒng)通信和站內通信部分，220 kV通信線路光纜具體設計內容詳見線路專業(yè)相關設計文件，110 kV通信光纜線路和系統(tǒng)通信部分設計詳見接續(xù)配套通信工程設計文件。

本站的調度管理關系按山西省調、晉中地調和介休縣調三級調度，晉中電業(yè)局管理考慮。

3.2? ? 通道組織

3.2.1? ? 遠動通道組織

本變電站的遠動信息通過2×2M光纖線路從兩個方向接入山西省調度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干點，然后到山西省調;通過4×2M光纖線路接入調度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面骨干點，然后到山西省調。

3.2.2? ? 保護通道組織

根據(jù)通信電路建設方案并與保護專業(yè)配合，本工程220 kV線路保護通道方案如下：

（1）介休某區(qū)變—綿山變Ⅰ回220 kV線路保護采取雙重化配置，光纖通道路由方式配置如表1所示。

（2）介休某區(qū)變—綿山變Ⅱ回220 kV線路保護采取雙重化配置，光纖通道路由方式配置如表2所示。

（3）介休某區(qū)變—昌興變Ⅰ回220 kV線路保護采取雙重化配置，光纖通道路由方式配置如表3所示。

（4）介休某區(qū)變—昌興變Ⅱ回220 kV線路保護采取雙重化配置，光纖通道路由方式配置如表4所示。

3.2.3? ? 通信信息組織

介休某區(qū)變至晉中地調和山西省調開通PCM+IAD軟交換音頻通道，容量滿足介休某區(qū)變至省網(wǎng)及地區(qū)電網(wǎng)調度電話、生產管理電話及其他音頻數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸需要;開通N個2M通道，滿足介休某區(qū)變調度數(shù)據(jù)網(wǎng)、通信數(shù)據(jù)網(wǎng)、繼電保護及安全自動裝置等應用的2M通道需求。

介休某區(qū)變—晉中地調光纖通信通道：

通道路由1：介休某區(qū)變—綿山變—（已建光纖通信系統(tǒng)）—晉中地調。

通道路由2：介休某區(qū)變—昌興變—（已建光纖通信系統(tǒng)）—晉中地調。

介休某區(qū)變—省調光纖通信通道：

通道路由1：介休某區(qū)變—綿山變—（已建光纖通信系統(tǒng)）—山西省調。

通道路由2：介休某區(qū)變—昌興變—（已建光纖通信系統(tǒng)）—山西省調。

3.3? ? 通道配置

（1）主干網(wǎng)光設備配置：為介休某區(qū)220 kV變配置一套省主干網(wǎng)SDH/2.5G光設備，將綿山—介休現(xiàn)有主干網(wǎng)2.5G光鏈路“π”入本站，結合山西公司光通信系統(tǒng)（A平面）整體改造工程，重新組成綿山變—介休某區(qū)變—昌興變—勝溪變—永吉變—安順變—綿山變2.5G二纖復用段保護環(huán)，綿山變和昌興變均利用已有光口。

（2）區(qū)域網(wǎng)光設備配置：為綿山220 kV變、介休某區(qū)220 kV變、昌興220 kV變各配置一套區(qū)域網(wǎng)SDH/2.5G光設備，組成綿山220 kV變—介休某區(qū)220 kV變—昌興220 kV變的622M（1+0）區(qū)域網(wǎng)光鏈路，恢復綿山變、昌興變原有光方向。

（3）地區(qū)MSTP光設備配置：為介休某區(qū)220 kV變配置一套地區(qū)骨干網(wǎng)SDH/MSTP/10G光設備（具有ASON功能），以10G（1+1）接入綿山變已有地區(qū)網(wǎng)光設備，為綿山變擴容10G光口板2塊。

3.4? ? 通信電源及其他

通信設備采用48 V直流供電，其48 V電源可來自單獨配置的48 V通信電源系統(tǒng)，或來自直流一體化電源的DC/DC交換裝置。本站采用交直流一體化系統(tǒng)，配置兩套DC/DC變換裝置，每套DC/DC裝置的模塊N+1備份，接在不同的220 V直流母線上。本期通信設備負荷設計為48 V/80 A，可擴容至48 V/

120 A，要求事故后通信設備不間斷供電不少于4 h。

通信部分應滿足無人值班要求，光纖通信設備利用本身的網(wǎng)管系統(tǒng)由通信調度端監(jiān)控，本站通信設備環(huán)境監(jiān)控不單獨設置，由變電站統(tǒng)一監(jiān)控[3]。通信設備統(tǒng)一布置在二次設備間內，配置信息網(wǎng)絡接入設備一套，采用EOS或POS方式。

4? ? 結語

本文主要講述了山西晉中介休220 kV變電站的電力二次系統(tǒng)設計，包含系統(tǒng)的繼電保護和安全自動化裝置、調度自動化以及通信系統(tǒng)的設計。變電站二次系統(tǒng)的確定，對變電站的系統(tǒng)網(wǎng)絡具有重要意義，可以優(yōu)化當?shù)仉娏Y源配置，滿足居民用電需求。

[參考文獻]

[1] 金基偉，楊令，王開波，等.220 kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)可靠性探析[J].通信電源技術，2019，36（9）：277-278.

[2] 黨向榮.調度自動化主站系統(tǒng)的研究與設計[D].成都：四川大學，2006.

[3] 黎洋.配電自動化系統(tǒng)通信網(wǎng)組網(wǎng)設計與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學，2019.

收稿日期：2020-08-07

作者簡介：李鉆鉆（1988—），男，山西晉城人，機電助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)運行控制及保護技術。

田慕琴（1962—），女，山西五臺人，教授，研究方向：大型機電設備的在線監(jiān)測、故障預警和智能控制。